混合配筋预应力混凝土构件的快捷组装技术

李全民，王夫华

（1.南京钜力智能制造技术研究院，江苏 南京 211102；2.中机国能（广西）能源科技有限公司，广西 南宁 530022）

0 引言

目前装配式住宅预制混凝土构件大多是非预应力结构，也有部分预应力结构，但是由于预应力结构的预制混凝土构件钢筋的可焊性差、脆性高而加工性差，不能加热弯锚，局限了该构件的应用和发展。因此，研究开发一种对装配式住宅构件的连接组装更为快捷、高效、环保、安全、可靠的构件接头装配技术显得尤为重要和迫切，也能促进预应力预制构件的应用。

1 预制构件快捷组装技术研究

1.1 预制构件主筋的机械连接装置

每根钢筋端部与锚固钢筋套筒连接，如果主筋是预应力钢筋则钢筋的端部镦头与锚固钢筋套筒内的镦头沉孔配合连接，如果主筋是非预应力的螺纹钢，则螺纹钢的端部加工成外螺纹形成螺杆端部，再与钢筋套筒的内螺纹实现机械连接。对上述包含预应力和非预应力钢筋的混合配筋预制构件钢筋笼张拉前，非预应力钢筋下料长度必须加长富裕长度，富裕长度约是预应力钢筋伸长量的80%~85%。装配完的构件钢筋端部锚固钢筋套筒（也叫套筒螺母），在混凝土构件养护完毕后，就预埋固定在混凝土构件端部，因而在混凝土构件接头拼接时，构件的一端安装插杆，另一端安装插杆限位用的卡簧（图1）或者空心螺杆（图2），从而组成一对快捷连接装置。

图1 装配式预制混凝土构件间的机械连接装置

1.2 预制构件之间的快捷组装连接

相邻两根已经安装快速连接零件的预制混凝土梁柱构件对接时应保持一条直线，端面涂刷高强度粘结剂，然后将一构件的弹簧插杆锥头插入另一构件的空心螺杆中，插杆的纵向缝收缩直至弹簧插杆的颈部台阶穿过空心螺杆后，弹簧插杆的锥头因切割缝失去空心螺杆内孔的压缩，锥头外形弹性恢复，弹簧插杆锥头的颈部卡在空心螺杆上，从而实现弹簧插杆与空心螺杆的快捷机械连接。在连接前，用环氧树脂或结构胶注入锚固钢筋套筒内，连接后可有效填充连接件之间的间隙，使两构件拼装对接时所有快捷连接件受力均衡，如图2所示。

图2 钢筋快捷机械连接方式

1.3 大跨度构件之间嵌入小构件用的机械连接装置

为降低大跨度预制混凝土构件的混凝土和钢材用量、减少构件的截面积，按设计要求可以在大跨度预制承重梁构件下间隔嵌入辅助承重柱构件，在预制承重梁安装结束后，将辅助承重快装柱子嵌入上下承重梁构件之间，通过插杆、限位环之间的组合机械连接将上下承重梁、辅助承重立柱加固。该装配式预制混凝土构件间的机械连接装置完全解决了构件之间的直线对接、垂直对接、交叉对接等各种场合，能够在两平行或垂直构件中间嵌入或插入另一构件，通过机械连接装置实现快速、可靠的构件装配。辅助预制立柱构件主要用于上下大梁构件中间增加承重支点，此机械连接装置同样适用于预制拼装式隔墙板与预制梁柱构件之间的机械连接，或者预制墙板之间横向组装时的机械连接，使得预制墙板之间、预制墙板与梁柱之间组成一个整体，填补了目前装配式住宅建设中预制墙板机械连接的空白，有效提高了装配式住宅的质量稳定性和防震性能。

1.4 构件接头灌浆套箍加强抱箍机械连接方式

预制梁柱构件的两端端部设计了加强套箍，相邻构件端部连接时，除了构件中间的主筋使用了钢筋套筒快捷机械连接方式，加强套箍的外表面还设计了一个环形外抱箍，外抱箍内孔两端采用O型圈密封。外壁设有注浆孔，此时，通过压力注浆填充外抱箍与套箍之间的间隙，从而形成灌浆套箍的加强机械连接方式。这种灌浆套箍的加强抱箍连接方式，将梁柱端接头处的抗弯、抗拉、抗剪受力载荷均匀分配至梁柱构件端部套箍端，从而避免了两个梁柱端部接头结合缝处机械连接装置因抗剪、抗弯、抗拉负载能力不足而导致梁柱接头开裂现象，提高了混凝土预制梁柱构件接头处的连接质量和连接效果。这种构件套箍和外抱箍之间通过高压灌浆，达到构件接头连接成一个整体、完全避免了现有预制装配式住宅构件接头抗剪抗弯能力差的弊端。具体连接结构如图3所示。

图3 构件接头灌浆套箍加强抱箍连接方式

1.5 单元体的组装

在地面上将数个相邻预制构件组首尾相连装成一个小单元立方体，可以是平面结构框架，也可以是立方结构框架，或者三维立体局部结构框架，或借用工艺抱箍、临时钢结构连接支架，形成由数个预制构件组装成的单元体，再用吊机起吊各单元体如同搭积木方式横向和竖向拼接，最终组成一个大的住宅框架结构整体。

2 结语

预制构件接头采用主筋的快捷机械连接和灌浆套箍机械连接方式，构件端部无需外露主筋，构件接头无需任何人工焊接工艺，机械连接可靠性高、劳动强度、防腐性能好、预应力构件钢材用量少，可有效降低产品成本和施工成本。该快捷机械连接技术也适用于桩基工程中各种混凝土预制桩的桩接头对接，尤其适用于复杂地质情况下预制桩接头受到水平推力、剪力及大弯距作用的场合，应大力推广应用。